مدل‌سازی و طراحی حسگر اندازه‌گیری بار ذرات متحرک با الکترود سکه‌ای

نویسندگان

1 دانشکدة مهندسی برق، دانشگاه ولایت، ایرانشهر، ایران

doi
10.22075/jme.2024.26343.2227
چکیده

موضوع این مقاله‏‌ طراحی و مدل‌سازی یک حسگر الکترودینامیک با مدار و مشخصات بهبود یافته برای اندازه‌گیری بار ذرات متحرک است. این حسگر می‌تواند با رصد تغییرات میدان مغناطیسی، در طراحی و ساخت ادوات نوع غیرمستقیم در اندازه‌گیری پارامترهای سرعت‌، تراکم و توزیع ذرات متحرک در لوله‌ها و انتقال‌‌دهنده‌های صنعتی استفاده گردد. دو جزء اصلی حسگر شامل ترانسدیوسر و مدار شکل دهندۀ سیگنال است. بخش ترانسدیوسر از یک الکترود فلزی سکه‌ای و یک مبدل جریان به ولتاژ ساخته شده است که فرآیند طراحی آن شامل بدست آوردن مدل حساسیت الکترومغناطیسی الکترود و محاسبة جریان القاء شده به آن است. همچنین، اجزای مدار شکل‌دهندة‌ سیگنال، با قطعات الکترونیکی بروز، شامل تقویت‌کننده‌های متوالی ولتاژ و فیلتر‌های کاهش نویز است که بر مبنای نتایج مدل‌سازی ترانسدیوسر طراحی شده‌اند. نتایج حاصل از آزمایشها و شبیه‌سازی‌های طرح نهایی نشان داد که حسگر می‌تواند طیف وسیعی از دامنة میدان مغناطیسی ناشی از ذرات متحرک را با حساسیت بالا و پایداری مناسب مدار تشخیص دهد و می‌تواند گزینة مناسبی در استفاده در ابزار‌های اندازه‌گیری باشد.